一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，属于煤泥浮选技术领域。包括硬件检测系统和软件检测程序系统，所述硬件检测系统包括与泡沫层直接接触的泡沫槽、支架、工业控制机、工业相机、镜头、滤光镜、光源、光源控制器、信号传输线及遮光罩；所述支架安装在所述泡沫槽的正上方；所述软件检测程序系统包括图像预览模块、图像采集模块、预处理模块、泡沫图像分割模块、特征参数提取模块、神经网络训练模块、预测模型建立模块和数据输出模块。本发明专利技术基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，实现浮选精煤灰分的在线监测，以指导现场精煤浮选，降低药剂消耗，减轻工人劳动力强度，提高精煤回收率的目的。提高精煤回收率的目的。提高精煤回收率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统


[0001]本专利技术涉及煤泥浮选领域，具体而言，涉及一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统。

技术介绍

[0002]浮选是矿物加工中应用较广泛的一种选煤方法，其过程矿化气泡是必须的，它涉及到极复杂的物理化学反应过程，矿化气泡是由气固液三相组成的三维复杂体，包含着如气泡大小、颜色、速度等与浮选状态及指标的视觉信息，多年来选煤厂主要靠生产工人观察泡沫来调节操作，但泡沫状态呈现随机性，而不同操作人员对泡沫状态的判断没有统一定量的标准，导致操作的主观性和随意性较大，使浮选过程难以处于最佳运行状态，常出现生产过程不稳定，浪费矿物资源等问题，随着自动控制、计算机与图像等技术的发展，研究开发浮选泡沫可视化系统，利用图像信息定量地反映浮选过程状态，实现浮选过程各个参数的在线检测，并给出参考操作信息已成为可能，因此基于在线检测的煤泥浮选可视化及智能控制是选煤厂必然的发展方向，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。为了解决选煤厂浮选泡沫精煤灰分监测过程中的滞后性问题，因此提供一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统。

技术实现思路

[0003]为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，旨在改善上述
技术介绍
中的问题。
[0004]本专利技术实施例提供了一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，包括硬件检测系统和软件检测程序系统，所述硬件检测系统包括与泡沫层直接接触的泡沫槽、支架、工业控制机、工业相机、镜头、滤光镜、光源、光源控制器、信号传输线及遮光罩；所述支架安装在所述泡沫槽的正上方，所述遮光罩、所述工业相机、所述光源及其所述光源控制器至上而下依次安装在所述支架上，并与泡沫槽垂直相对应；所述软件检测程序系统包括图像预览模块、图像采集模块、预处理模块、泡沫图像分割模块、特征参数提取模块、神经网络训练模块、预测模型建立模块和数据输出模块；所述软件检测程序系统采用MATLAB语言编写，所述软件检测程序系统的程序界面采用MATLAB软件的图形用户界面开发工具箱进行设计。
[0005]在上述实现过程中，基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，实现浮选精煤灰分的在线监测，以指导现场精煤浮选，降低药剂消耗，减轻工人劳动力强度，提高精煤回收率的目的。
[0006]在一种具体的实施方案中，所述光源控制器、所述工业相机和所述工业控制机之间通过所述信号传输线电性连接，所述信号传输线设置为千兆网线。
[0007]在一种具体的实施方案中，所述工业控制机安装在浮选机的旁边，所述工业控制
机上设置有Gig E数据接口，所述Gig E数据接口用于图像信号传输，所述工业控制机的一端通过所述信号传输线与所述工业相机电性连接。
[0008]在一种具体的实施方案中，所述镜头和所述滤光镜均设置在所述工业相机上。
[0009]在一种具体的实施方案中，所述镜头设置为500万像素定焦镜头，所述滤光镜设置为中灰密度滤光镜，所述工业相机设置为彩色CCD相机。
[0010]在一种具体的实施方案中，所述遮光罩设置为不透光材质制成的金属骨架。
[0011]在一种具体的实施方案中，所述图像预览模块用于对监测图像进行预览，为所述云预处理模块提供调节基础，所述图像采集模块用于对图像进行采集，所述预处理模块用于通过对所述工业相机的焦距、光圈亮度以及光源强度进行调节处理，直到所述图像预览模块中的图像清晰稳定。
[0012]在一种具体的实施方案中，所述泡沫图像分割模块用于对泡沫图像进行分割处理，所述特征参数提取模块用于对提取泡沫图像的特征量，所述神经网络训练模块用于筛选出的特征值作为BP神经网络输入层，针对给定的样本集，进行训练，所述预测模型建立模块用于通过计算误差确定隐含层节点数，通过训练建立预测模型，所述数据输出模块用于对精煤泡沫灰分进行分类识别，并输出到程序界面。
[0013]在一种具体的实施方案中，所述基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统包括以下步骤：S1.打开电源设备，运行程序，系统自动调用工业相机，进入图像预览模式，调节相机焦距、光圈亮度以及光源强度，直到图像清晰稳定为止；S2.运行主程序，系统开始调用工业相机并实时采集泡沫图像，将图像采集时间间隔设置为30s，并将图像存储在缓存区内；S3.程序自动读取缓存区内的图像，将RGB图像转换为256级灰度图像；S4.基于面积重构开闭滤波与交替顺序滤波结合的去噪方法对泡沫图像进行去燥增强处理；S5.在S4.的基础上对预处理后的泡沫图像采用自适应形态学的改进分水岭分割算法进行分割处理；S6.对S5中经过基于形态学和分水岭变换处理后的泡沫分割图像，计算其盆地的总个数以及每个盆地面积，即泡沫的总个数和每个泡沫的面积，结合相机放大倍数通过比例尺换算最终计算得到所有泡沫的平均面积；S7.基于灰度直方图法提取均值、方差、三阶矩、熵、相关性、平滑度六个纹理特征统计量；S8.基于灰度共生矩阵提取出能量、熵、相关性、对比度四个纹理特征统计量；S9.将S6、S7及S7中所提取的十一个特征量与泡沫实际化验灰分进行相关性分析，筛选出相关性较高的特征统计量；S10.建立BP神经网络模型，将S9中筛选出的特征值作为BP神经网络输入层，针对给定的样本集进行训练，通过计算误差确定隐含层节点数；S11.利用S10中训练得到的模型对精煤泡沫灰分进行分类识别，并输出到程序界面。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
本专利技术基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，实现浮选精煤灰分的在线监测，以指导现场精煤浮选，降低药剂消耗，减轻工人劳动力强度，提高精煤回收率的目的。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0016]图1是本专利技术实施方式提供的结构框图；图2为本专利技术实施方式提供的流程图。
实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行描述。
[0018]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
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2，本专利技术提供一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，包括硬件检测系统和软件检测程序系统，其特征在于，所述硬件检测系统包括与泡沫层直接接触的泡沫槽、支架、工业控制机、工业相机、镜头、滤光镜、光源、光源控制器、信号传输线及遮光罩；所述支架安装在所述泡沫槽的正上方，所述遮光罩、所述工业相机、所述光源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，包括硬件检测系统和软件检测程序系统，其特征在于，所述硬件检测系统包括与泡沫层直接接触的泡沫槽、支架、工业控制机、工业相机、镜头、滤光镜、光源、光源控制器、信号传输线及遮光罩；所述支架安装在所述泡沫槽的正上方，所述遮光罩、所述工业相机、所述光源及其所述光源控制器至上而下依次安装在所述支架上，并与泡沫槽垂直相对应；所述软件检测程序系统包括图像预览模块、图像采集模块、预处理模块、泡沫图像分割模块、特征参数提取模块、神经网络训练模块、预测模型建立模块和数据输出模块；所述软件检测程序系统采用MATLAB语言编写，所述软件检测程序系统的程序界面采用MATLAB软件的图形用户界面开发工具箱进行设计。2.根据权利要求1所述的一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，其特征在于，所述光源控制器、所述工业相机和所述工业控制机之间通过所述信号传输线电性连接，所述信号传输线设置为千兆网线。3.根据权利要求1所述的一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，其特征在于，所述工业控制机安装在浮选机的旁边，所述工业控制机上设置有Gig E数据接口，所述Gig E数据接口用于图像信号传输，所述工业控制机的一端通过所述信号传输线与所述工业相机电性连接。4.根据权利要求1所述的一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，其特征在于，所述镜头和所述滤光镜均设置在所述工业相机上。5.根据权利要求4所述的一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，其特征在于，所述镜头设置为500万像素定焦镜头，所述滤光镜设置为中灰密度滤光镜，所述工业相机设置为彩色CCD相机。6.根据权利要求1所述的一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，其特征在于，所述遮光罩设置为不透光材质制成的金属骨架。7.根据权利要求1所述的一种基于在线检测的煤泥浮选泡沫可视化系统，其特征在于，所述图像预览模块用于对监测图像进行预览，为所述云预处理模块提供调节基础，所述图像采集模块用于对图像进行采集，所述预处理模块用于通过对所述工业相机的焦距、光圈亮度以及光源强度进行调节处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宗丰，董宪姝，张团结，杨乐，许吉祥，赵晴，高徐树，郑书华，谢子豪，谢开华，黄天宇，郑印，樊玉萍，马晓敏，孙冬，付元鹏，陈茹霞，孙玉金，叶贵川，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：